Abstract FR:

Ce travail a pour but la mise en evidence et l'analyse des relations entre la microstructure et les proprietes optoelectroniques de couches minces de carbone amorphe hydrogene (a-c:h), par une etude comparative systematique de deux series d'echantillons preparees par deux techniques de depot tres differentes, presentant des proprietes tres contrastees, caracteristiques respectivement du a-c:h dur, a faible gap (diamond-like) (serie i) et du a-c:h mou, plus hydrogene et a un grand gap (polymer-like) (serie ii). Un grand nombre de techniques experimentales complementaires ont ete utilisees pour obtenir des informations sur la densite d'etats electroniques (a la fois en bords de bandes et loin du gap) et les modes d'incorporation de l'hydrogene. Les mesures ont ete effectuees sur les echantillons vierges (sans traitement apres depot), ainsi qu'apres des recuits thermiques controles a temperature croissante jusqu'a 600c. Une attention particuliere a ete accordee a la determination des proportions respectives de sites carbone en configuration electronique sp#3 (diamant) et sp#2 (graphite). Les resultats obtenus par ces differentes techniques sont analyses dans le cadre du modele a deux phases developpe par j. Robertson, qui decrit le materiau a-c:h comme un milieu inhomogene consistant en amas de sites carbone sp#2 immerges dans une matrice amorphe de sites sp#3 c lies a une plus ou moins grande quantite d'hydrogene. Ce sont les amas de sites carbone sp#2 qui determinent les bords de bande de valence et de conduction, et donc le gap optique, alors que c'est la matrice sp#3 c:h qui commande la rigidite du materiau, et donc les proprietes mecaniques. L'ensemble des resultats est en bon accord avec les predictions du modele. L'etude comparative montre que les deux series different essentiellement par la taille des amas de sites carbone sp#2 et par le degre de confinement des electrons a l'interieur de ces amas, et que l'hydrogene joue un role considerable dans la microstructure et ses modifications dues aux traitements thermiques